Improving hardness and tribological characteristics of nanocrystalline Cr–C films obtained from Cr(III) plating bath using pulsed electrodeposition

Abstract

Effect of pulsed electrodepostion on the nanocrystal size, composition, hardness, coefficient of friction and wear resistance was investigated for the Cr-C electrodeposits obtained from a trivalent chromium bath. The electrodeposits were shown to contain about 9% of carbon. Pulsed electrodeposition does not virtually affect the carbon content. At the same time, an increase in the off time duration leads to a decrease in the nanocrystals size. The hardness and wear parameters of the electrodeposits may be sufficiently improved when using pulsed current. For instance, at t on = t off = 1 s, the hardness reaches the values of~1200 ÷ 1300 HV (meanwhile, it is close to 850 ÷ 950 HV at a steady-state electrolysis).

Chromium carbide growth at low temperature by a highly efficient DLI-MOCVD process in effluent recycling mode

“…Values in the range 700-1600 HV were previously reported for polycrystalline MOCVD chromium carbides coatings [41,42] while electrodeposited Cr x C y coatings did not exceed 1300 HV 100 [43,44] and electroplating hard Cr is lower than 1200 HV [45,46]. Only PVD processes manage to reach even higher hardness, from 2000 to 3000 HV [47][48][49].…”

“…However, we have shown that the matrix of our coatings has the stoichiometry a-Cr 7 C 3 . Also it is known that for nanocrystalline Cr x C y coatings, the nanohardness increased by decreasing the average grain size [44]. Without evidence for nanocrystalline structure this claim does not hold for our coatings.…”

Электроосаждение Износостойких Нанокристаллических Покрытий Из Электролита, Содержащего Основной Сульфат Хрома(III) (Хромовый Дубитель)

“…Особенно актуальна задача полу чения толстослойных осадков (с толщиной не сколько десятков и сотен микрометров), которые могут быть использованы в качестве износостой ких покрытий [9,10]. Для решения этой задачи нами был предложен электролит на основе суль фата хрома(III), содержащего в качестве органиче ских компонентов муравьиную кислоту и карбамид [10][11][12][13][14][15]. Данный электролит позволяет получать высококачественные твердые нанокристалличе ские покрытия сплавом хром углерод с толщиной не менее нескольких сотен микрометров.…”

“…МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА В данной работе были использованы два элек тролита для осаждения сплава хром углерод сле дующего состава: 1 M Cr +3 , 0.5 M HCOOH, 0.5 M CO(NH 2 ) 2 , 0.15 M Al 2 (SO 4 ) 3 ⋅ 18H 2 O, 0.3 M Na 2 SO 4 , 0.5 M H 3 BO 3 и 0.1 г/л додецилсульфата натрия [10][11][12][13][14][15][18][19][20]. В одном из случаев в качестве ис точника ионов хрома(III) использовался "обыч ный" сульфат трехвалентного хрома (электро лит СХ).…”

“…Ранее нами показана принципиальная возможность применения основного сульфата хрома(III) вза мен Cr 2 (SO 4 ) 3 ⋅ 6H 2 O при приготовлении электро лита для осаждения сплава Cr C; причем отмеча ется возрастание кроющей способности [18][19][20]. Цель данной работы заключается в установлении физико химических особенностей процессов электроосаждения, а также некоторых свойств образующихся покрытий из электролита, содер жащего хромовый дубитель, по сравнению с элек тролитом на основе сульфата хрома(III).МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА В данной работе были использованы два элек тролита для осаждения сплава хром углерод сле дующего состава: 1 M Cr +3 , 0.5 M HCOOH, 0.5 M CO(NH 2 ) 2 , 0.15 M Al 2 (SO 4 ) 3 ⋅ 18H 2 O, 0.3 M Na 2 SO 4 , 0.5 M H 3 BO 3 и 0.1 г/л додецилсульфата натрия [10][11][12][13][14][15][18][19][20]. В одном из случаев в качестве ис точника ионов хрома(III) использовался "обыч ный" сульфат трехвалентного хрома (электро лит СХ).…”